稀土材料的应用 欧盟科学家利用离子液体从矿渣中回收稀土元素

2017-10-19 - 稀土材料

钪等稀土元素可大大改变材料特性,在新材料中的作用非常重要,是生产用于航空和3D打印应用的固体氧化物燃料电池和高强度铝合金的关键成分,在风力发电机、汽车、计算机、智能手机和其他高科技产品的制造中具有不可替代的作用。

稀土材料的应用

由于钪元素稀缺且生产成本高(目前在亚洲和俄罗斯有生产),其供应有限。欧洲没有生产钪的厂商,但钪的终端用户却有很多,包括空客公司,KBM Affilips合金公司等。SCALE项目旨在开发可以从欧洲工业废弃物中提取钪的技术,从而形成欧洲的供应链,减轻欧洲对进口稀土的依赖。

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欧洲每年在制铝过程中会产生500万吨铝土矿渣,在二氧化钛颜料生产中会产生140万吨酸性废物(均以干燥基成分计),如果有可行的提取技术,这些工业废弃物中的钪含量达到可开采范围。SCALE项目的目的就是开发创新技术,可以用经济且可持续的方法从这些工业废弃物中提取低含量的钪,并以低的能源和材料成本将其升级为纯氧化物、金属和合金,同时还提取其他稀土元素。

稀土材料的应用

目前,希腊科学家开发了一种从铝土矿渣中溶解和分离稀土元素的简单方法。此方法使用离子液体而不是传统溶剂,可以选择性地浸出稀土元素,不需要溶解整个固体物质。将铝土矿渣倒入含有离子液体溶液的反应器中,几个小时后稀土元素可完全溶解在离子液体中,在过滤后的液体中加入一些酸即可使离子液体恢复到可再次使用的状态,剩下的则是含稀土元素的提取物。

稀土材料的应用

由于离子液体具有不易燃和不挥发的特性,因此可在更高的温度下工作,而不会带来火灾或健康危害。

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稀土元素独特的物理化学性质,决定了它们具有极为广泛的用途。稀土元素具有独特的4f电子结构,大的原子磁距,很强的自旋轨道藕合等特性,与其它元素形成稀土配合物时,配位数可在312之间变化,并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。在新材料领域,稀土元素丰富的光学、电学及磁学特性得到了广泛应用。在高技术领域。

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永磁体最基本的作用是在某一特定的空间永磁体产生一恒定的磁场,维持此磁场并不需要任何外部电源。标志永磁材料好强力吸铁石坏的参数有许多,最重要的是最大磁能积(BH)max,磁能积越大,材料每单位体积所产生外磁场的能量就越大。目前商品NdFeB永磁材料的最大磁能积已达到:50MGOe。由于稀土永磁材料的高磁能积和高矫顽力等钕铁硼优异的特性。

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